氯化铁对反渗透膜的影响

A. 氯化铁为什么不能用于硬水软化

氯化铁不能与钙离子、镁离子反应，不能降低钙离子、镁离子浓度，所以不能用于硬水的软化。

硬水软化的方法：
1、离子交换法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。这种方法是目前最常用的标准方式。

2、膜分离法：纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。

3、石灰法：向水中加入石灰，主要是用于处理大流量的高硬水，只能将硬度降到一定的范围。

4、电磁法：采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性，从而改变碳酸钙(碳酸镁)沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。

5、加药法：向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而使水垢不能析出、沉积。目前工业上可以使用的的阻垢剂很多。

(1)氯化铁对反渗透膜的影响扩展阅读
硬水软化首先要搞清楚水硬度的分类，一般来说水的硬度是暂时硬度和永久硬度的总和。水的暂时硬度是由碳酸氢钙或碳酸氢镁引起的，这种水经过煮沸以后，水里所含的碳酸氢钙或碳酸氢镁就会分解成不溶于水的碳酸钙和难溶于水的碳酸镁沉淀。这些沉淀物析出，水的硬度就可以降低，从而使硬度较高的水得到软化。水的永久硬度则是由钙和镁的硫酸盐或氯化物引起的，永久硬度不能用加热的方法软化，一般有加入碳酸盐的沉淀法和离子交换法等。

B. ro反渗透膜工艺流程是什么

反渗抄透膜也叫RO膜，反渗袭透膜是用于水处理的分离膜，与超滤膜等滤膜一样，都是将水通过膜面积表面的孔径，然后将杂质和病毒等物质截留，水分子透过滤膜表面，达到过滤的效果。反渗透膜之所以称之为反渗透，是因为反渗透膜通过反渗透（逆渗透）的原理进行分离，以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂，对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。

C. 三价氯化铁导电性能

】棕色液体。相对密度1.42。易与水混溶，水溶液呈酸性，对金属有氧化腐蚀作用。三氯化铁水溶稀释时，水解后生成氢氧化铁沉淀，有极强凝聚力。 
    【用途】可用饮水的净水剂和废水的处理净化沉淀剂。污水处理，用于去除水中的重金属和磷酸盐。也可用于无线电印刷电路及不锈钢蚀刻行业作蚀刻剂。 液体三氯化铁是饮用水、工业用水、工业废水、城市污水及游泳池循环水处理的高效廉价絮凝剂，具有显著的沉淀重金属及硫化物、脱色、脱臭、除油、杀菌、除磷、降低出水COD及BOD等功效。
【国家标准】工业级三氯化铁GB/1621-79??

三氯化铁溶液优点： 
    液体三氯化铁价格比固体三氯化铁成本低50%，省去固体配制溶液的操作和溶解不完全的难题。可以取代固体或液体PAC，且成本低于PAC40%以上。由于三氯化铁用途比较广泛.液体三氯化铁是城市污水及工业废水处理的高效廉价絮凝剂，具有显著的沉淀重金属及硫化物、脱色、脱臭、除油、杀菌、除磷、降低出水COD及BOD等功效。

三氯化铁与其它废水处理絮凝剂相比，其主要特点如下:
   1、比固体三氯化铁价格低40%以上(相同浓度)，可完全替代固体三氯化铁
   2、本身为水溶液，省去固体配制溶液的操作及溶解不完全的问题；
   3、取代液体或聚氯化铝、聚合硫酸铁等絮凝剂，处理成本降低30%以上；
   4、絮凝性能优良，沉降速度高于铝盐系列絮凝剂(如硫酸铝、聚合氯化铝等)，且形成的矾花密实；
   5、产生污泥量少，大大节省污泥处理费用；
   6、适应水体PH值范围广，为4-12，最佳PH值范围6-10。

三氯化铁用途：
    巩义滤料工业有限公司专业生产无水三氯化铁，液体三氯化铁，三氯化铁广泛应用于污水处理，对低油度的原水处理，具有效果好、价格便宜等优点，但带来水色泛黄的缺点。也用于印染滚筒刻花、电子工业线路板及荧光数字筒生产等。建筑工业用于制备混凝土，以增强混凝土的强度、抗腐蚀性和防水性。也能与二氯化铁、氯化钙、三氯化铝、硫酸铝、盐酸等配制成泥凝土的防水剂，无机工业用作制造其他铁盐和墨水。染料工业用作印地科素染料染色时的氧化剂。印染工业用作媒染剂。冶金工业用作提取金、银的氯化剂。有机工业用作催化剂、氧化剂和氯化剂。玻璃工业用作玻璃器皿热态着色剂。制皂工业用作肥皂废液回收甘油的凝聚剂。用于污水处理、线路板蚀刻、不锈钢腐蚀以及媒染剂，是固体三氯化铁的良好替代品，其中HPFCS高纯型用于电子行业高要求的清洗及蚀刻。液体三氯化铁是城市污水及工业废水处理的高效廉价絮凝剂，具有显著的沉淀重金属及硫化物、脱色、脱臭、除油、杀菌、除磷、降低出水COD及BOD等功效。三氯化铁的另外一个重要用途就是五金蚀刻，蚀刻产品如：眼镜架，钟表，电子元件等。

三氯化铁使用方法：
    三氯化铁侧重于工业废水处理。使用时直接将适量的产品投加到废水中，并强烈搅拌使之与废水混合均匀。一般投加量为废水量的 0.01%~0.1% ，实际应用中因废水水质的差异需要根据实验确定最佳投加量。最佳使用的 pH 范围为 6~10，故使用前用石灰或碱液调节 pH 到要求范围会产生最好的处理效。

D. FeCl3溶液加铁粉对FeCl3溶液水解的影响

加铁粉，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁。
由于铁三价离子的减少，导致氯化铁水解平衡向左移动，即水解程度减小。若氯化铁完全反应，则氯化铁水解程度为0.当然，氯化亚铁水解则是后话。

E. 工业上，为什么用三氯化铁溶液腐蚀印刷电路板

金属的腐蚀与防护

金属腐蚀，是金属和周围介质接触时由于发生化学和电化学作用而引起的破坏作用。从热力学观点看，除了少数贵金属(如金、铂)外，各种金属都有转变成离子的趋势，就是说金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化。造成设备破坏、管道泄漏、产品污染，酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，遭受巨大的经济损失。据估计，世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3．5％-4．2％。因此，研究金属的腐蚀机理，采取防护措施，具有十分重大的意义。

金属防腐蚀的方法很多，主要有改善金属的本质，把被保护金属与腐蚀介质隔开，或对金属进行表面处理，改善腐蚀环境以及电化学保护等。

1、改善金属的本质

根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。例如，在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。

2、形成保护层

在金属表面覆盖各种保护层，把被保护金属气腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类，通常采用以下方法形成保护层：

①金属的磷化处理

钢铁制品去油、除锈后，放入特定组成的磷酸盐溶液中浸泡，即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜，这种过程叫做磷化处理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色，厚度一般为5至20微米，在大气中有较好的耐蚀性。膜是微孔结构，对油漆等的吸附能力强，如用作油漆底层，耐腐蚀性可进一步提高。

②金属的氧化处理

将钢铁制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中，加热处理，其表面即可形成一层厚度约为0．5至1．5微米的蓝色氧化膜(主要成分为Fe3O4)，以达到钢铁防腐蚀的目的，此过程称为发蓝处理，简称发蓝。这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性，不影响零件的精度。故精密仪器和光学仪器的部件，弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。

③非金属涂层

用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)喷涂金属表面，比喷漆效果更佳。塑料覆盖层致密光洁。色泽艳丽，兼具防蚀与装饰的双重功能。搪瓷是含SiO2量较高的玻璃瓷釉，有极好的耐腐蚀性能，因此作为耐腐蚀非金属涂层，广泛用于石油化工、医药、仪器等工业部门和日常生活用品中。

④金属保护层

这是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层，前一种金属称为镀层金属。金属镀层的形成，除电镀、化学镀外，还有热浸镀、热喷镀、渗镀、真空镀等方法。

热浸镀是将金属制件浸入熔融的金属中以获得金属涂层的方法，作为浸涂层的金属通常是采用低熔点金属，如锌、锡、铅和铝等。热镀锌主要用于钢管、钢板、钢带和钢丝，应用最广；热镀锡用于薄钢板和食品加工等的贮存容器；热镀铅主要用于化工防蚀和包覆电缆；热镀铝则主要用于钢铁零件的抗高温氧化等。

3、改善环境

改善环境对减少和防止金属腐蚀有重要作用。例如，减少腐蚀介质的浓度，除去介质中的氧，控制环境温度、湿度等都可以减少和防止金属腐蚀。也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质(缓蚀剂)来减少和防止金属腐蚀。

4、电化学保护法

电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施，使之成为腐蚀电池中的阴极，从而防止或减轻金属腐蚀的方法，主要有以下两种：

①牺牲阳极保护法。

该方法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极，固定在被保护金属上，形成腐蚀电极，被保护金属作为阴极而得到保护。牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。此法常用于保护海船外壳、海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备(如贮油罐)以及石油管路的腐蚀。

②外加电流法

将被保护金属与另一附加电极作为电池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。

金属的腐蚀虽然带来很大危害，但也可以利用腐蚀的原理来为人类服务，现已发展为腐蚀加工技术。例如，在电子工业上，广泛采用印刷电路。其制作方法及原理是用照相复印的方法将线路印在铜箔上，然后将图形以外不受感光胶保护的铜用三氯化铁溶液腐蚀，就可以得到线条清晰的印刷电路板。此外还有电化学刻蚀、等离子体刻蚀新技术，比用三氯化铁腐蚀铜的湿化学刻蚀的方法更好，分辨率更高。

F. 制氢氧化铁胶体为什么必须用氯化铁饱和溶液而不能用稀氯化铁溶液

没有说必须，，，因为这个试验不能搅拌，所以要提高溶液浓度，增加胶体粒子的含量，饱和溶液可以提供这样的环境，如果用稀溶液只是会影响胶体的胶体粒子分散性，太稀了做不出试验要求的那种丁达尔现象的胶体。

G. 氯化铁是否可以降低电导率

氯化铁不能与钙离子、镁离子反应，不能降低钙离子、镁离子浓度，所以不能用于硬水的软化。

硬水软化的方法：
1、离子交换法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。这种方法是目前最常用的标准方式。

2、膜分离法：纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。

3、石灰法：向水中加入石灰，主要是用于处理大流量的高硬水，只能将硬度降到一定的范围。

4、电磁法：采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性，从而改变碳酸钙(碳酸镁)沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。

5、加药法：向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而使水垢不能析出、沉积。目前工业上可以使用的的阻垢剂很多。

H. 处理的是垃圾渗滤液，超滤出来的水可以直接进反渗透吗

对于垃圾渗滤液，现在流行的深度处理工艺都是超滤+反渗透。正常来说，超滤的出水已经很不错了，这个时候进反渗透完全没有问题的。所以，你提出的这个方案是成熟可行的。
但是，在实际运行当中，渗滤液对超滤膜的要求非常高，再者，由于渗滤液高污染，超滤膜的寿命将大大减少！并且随着垃圾场的运营年限的加长，渗滤液越难处理，超滤膜越容易出现问题。所以，在实际运行当中，超滤膜更换的频率很高的。
反渗透进水有以下几种要求。

⑴细菌

由于细菌会以醋酸纤维为食物，因此醋酸膜易受细菌侵袭，对原水必须彻底杀菌，对于复合膜，虽然其不受细菌侵袭，但细菌黏膜会造成膜的污堵，一般可采取加氯杀菌，加氯量要根据需氯实验加以确定。

醋酸纤维膜素要求给水中含有残余氯，以防细菌滋生，而氯含量过高又会破坏膜，最大允许连续余氯的含量为1mg/L。

复合膜抗氯性差，一般不允许含有余氯，采取加氯杀菌后，需加偏亚硫酸钠，它可水解为亚硫酸氢钠或经活性碳过滤消除余氯。

使用偏亚硫酸钠偏亚硫酸氢钠除余氯的反应如下

Na2S2O5+H2O→2NaHSO3

NaHSO3+HClO→HCl+NaHSO4

理论上，1．34kg的 Na2S2O5可以去除1kg余氯，然而一般在溶解氧的情况下，对苦咸水去除1kg余氯需投加3 kg Na2S2O5。

Na2S2O5在凉爽干燥的储存条件下，货架上的有效期为4～6个月，溶液的有效期则随浓度而改变，见下表。

溶液浓度/％（质量） 最长有效期/天 溶液浓度/％（质量） 最长有效期/天

2 3 20 30
10 7 30 180

当采用地下水做水源时，未被污染的地下水细菌含量很少，在这种情况下采用复合膜则即不需加氯也无需除氯。

氯为什么会起杀菌作用？当氯加到水里面后，就会发生下面的反应

Cl2+H2O→HClO+HCl

HClO→H+ +ClO-

HClO为次氯酸，ClO-为次氯酸根，由于H+能被水里的碱度中和，最后水中只剩下 HClO及ClO-。两者在水里所占百分数主要决定于水的PH值，但水的温度也有影响，PH值小 于7时，水中HClO占75％，ClO-占25％ ，温度降低时HClO所占比例还要大，在0℃时HClO增加到83％，而ClO-减到17％。

对于氯气的杀菌机理有不同的说法，但比较合理的解释是：它所生成的次氯酸产生杀菌作用，而不是氯本身，也不是它所生成的ClO-的作用。HClO是一个中性分子，可以扩散到带负电的细菌表面，并穿过细菌的细胞膜进入细菌内部，HClO分子进入细菌后由于Cl原子氧化作用破坏了细菌的某种酶的系统（酶是一种蛋白质成分的催化剂，细菌的氧分要经过它的作用才能被吸收），最后导致细菌的死亡，而次氯酸根ClO-虽然也包括一个氯原子，但它带负电，不能靠近带负电的细菌，所以也不 能穿过细菌的细胞膜进入细菌内部，因此很难起杀菌作用，这种说法还可以说明水温低和PH值低时杀菌效果比较好的现象。

从上面的化学方程式可以看出，加入水中的氯气只有1/2变成HClO的成分，另外的1/2在水中产生Cl-，不起杀菌作用。

采用加HClO时的反应如下

HClO+H2O→ HClO+(Na+ ) + (OH-)

从方程式可以看出一个分子的HClO的作用相当于一个分子的 Cl2。

（2）含铁量

铁的氧化速度取决于铁的含量水中溶解氧的浓度和PH值，PH值越高氧化速度越快，因此，降低PH值可以防止氧化。给水最大允许含铁量于含氧量和PH值的关系如下表示。

（3）颗粒物质

不允许大于5um的颗粒物质进入高压泵及反渗透组件，这一点必须确保，以免损坏设备。

（4）SDI和浊度

SDI必须小于5，越小越好，浊度应小于0．2NTU（最大允许浊度为1NTU）

（5）油和脂

水中不允许含有油和脂。

（6）有机物

水中的有机物RO膜的影响最为复杂，一些有机物对膜的影响不大，而另一些则可能造成膜的有机污染，对于地表水应尽量在凝聚澄清过程中 去除有机物，还可以采用活性碳过滤进一步降低有机物含量。

（7）SiO2

浓水不允许析出SiO2 ，当SiO2 过饱和则可能聚合而形成不溶解的胶体硅或者硅胶而引起结垢。

纯水25℃时，无定形硅的溶解度约为100 mg/L（以SiO2计），溶解度随温度呈直线变化，0℃时为0 mg/L，到40℃时增加到160 mg/L，在中性PH值条件下，溶解的只是硅胶；在碱性溶液中，无定形硅的溶解度较中性溶液大，主要原因是由于硅酸电离，然而在有铝出现时，溶解度可能降低很多，原因是由于硅酸铝的溶解度极小的缘故。

如果 SiO2的浓度太高，则需要预处理或者降低回收率，防止形成硅垢的方法如下。

① 控制系统回收率。这是一种最容易的防硅垢的方法，靠降低系统回收率使浓水中SiO2的浓度降低到（在给定PH值和温度下）SiO2的饱和溶解度以下。

② 采用石灰软化。一般可降低给水中50％的SiO2或者澄清器中多加些氯化铁和铝酸钠。

③ 温度控制。因为无定形SiO2的溶解度取决于温度，提高水的温度可以防止SiO2结垢，也可以将提高温度与降低系统回收率结合使用。

出现硅垢必须立即清洗，硅垢一旦形成非常难于出除。

（1） 防垢

必须防止CaCO3 CaSO4 SrSO4 BaSO4 和CaF2垢。

膜结垢是由于给水中的微溶盐在给水浓缩时超过了溶度积而沉淀 到膜上，在苦咸水中，CaCO3和CaSO4通常都需要处理，其他盐类SrSO4 BaSO4 和CaF2也需要根据计算来确定在浓水中是否会超过溶解度极限。

如果微溶盐 超过了溶解极限，需要采取以下一种或几种方法。

① 降低系统回收率，避免超过溶度积。

② 采取离子交换法软化除去钙离子。

③ 加酸去除碳酸或重碳酸离子。

④ 加阻垢剂。

对于大多数水都存在CaCO3结垢趋势，确定给水的CaCO3结垢趋势，对苦咸水一般采用Langelier饱和指数（LSI）。

确定是否结CaSO4 SrSO4或 BaSO4垢需要计算浓水中这些盐是否超过了它们的溶度积，各个盐的溶度积与浓水中相应盐的离子积比较

当IPb＞Ksp 有沉淀生成

当IPb=Ksp 无沉淀生成

当 IPb＜Ksp 处于临界状态

为防止结垢，建议IPb≤0．8Ksp。

一般，微溶盐的溶解度随溶液离子强度增加而增加，对大多数苦咸水中遇到的微溶盐 Ksp作为离子强度函数的数据可供利用。

因为RO过程中微溶盐的结垢趋势是由最浓的水流来决定的，所以 Ksp是根据浓水流的离子强度来确定。

（2） 进水参数方面的要求

① 水温。反渗透膜元件对进水的水温均有一定的要求，以海德能公司为例，除了其生产的拿高温膜元件外，其生产的复合膜要求将进水温度控制在0~45℃，其生产的醋酸纤维素膜要求将进水温度控制在0~40℃。

② 最高进水压力。反渗透膜元件对最高压力有一定的要求，海德能公司生产的苦咸水用工业膜最高进水压力为600psi(4．16Mpa)，其生产的海水淡化膜最高进水压力为1200 psi(8．27Mpa)。

③ 每支膜最高进水流量。反渗透膜元件对最高进水流量有一定的要求，海德能公司8″膜元件的最高进水流量为75gpm(17t/h)。4″膜元件的最高进水流量为16 gpm(3．6t/h)。

④ 单支膜元件最高压力损失。考虑到单支膜元件的压力差太高时会造成膜元件的机械损伤，因而对单支膜元件最高压力损失有一定要求，海德能公司要求系统中任何一支膜元件上的最高压力损失不能超过68．9 Mpa（10 psi）。

⑤ 浓缩水与透过水量之比。考虑到膜的耐污染能力等方面的因素，对每支膜的浓缩水与透过水量之比是有一定要求的，以海德能公司为例，均要求单支膜元件上浓缩水与透过水量的最小比例为5：1。